#include <string.h>
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <math.h>
#include <time.h>

#define OK 1
#define ERROR 0
#define TRUE 1
#define FALSE 0

#define MAXSIZE 40 /* 存储空间初始分配量 */

typedef int Status;        /* Status是函数的类型,其值是函数结果状态代码，如OK等 */
typedef int ElemType;    /* ElemType类型根据实际情况而定，这里假设为int */

typedef char String[MAXSIZE + 1]; /*  0号单元存放串的长度 */

/* 生成一个其值等于chars的串T */
Status StrAssign(String T, char *chars) {
    int i;
    if (strlen(chars) > MAXSIZE)
        return ERROR;
    else {
        T[0] = strlen(chars);
        for (i = 1; i <= T[0]; i++)
            T[i] = *(chars + i - 1);
        return OK;
    }
}

/* 由串S复制得串T */
Status StrCopy(String T, String S) {
    int i;
    for (i = 0; i <= S[0]; i++)
        T[i] = S[i];
    return OK;
}

/* 若S为空串,则返回TRUE,否则返回FALSE */
Status StrEmpty(String S) {
    if (S[0] == 0)
        return TRUE;
    else
        return FALSE;
}

/*  初始条件: 串S和T存在 */
/*  操作结果: 若S>T,则返回值>0;若S=T,则返回值=0;若S<T,则返回值<0 */
int StrCompare(String S, String T) {
    int i;
    for (i = 1; i <= S[0] && i <= T[0]; ++i)
        if (S[i] != T[i])
            return S[i] - T[i];
    return S[0] - T[0];
}

/* 返回串的元素个数 */
int StrLength(String S) {
    return S[0];
}

/* 初始条件:串S存在。操作结果:将S清为空串 */
Status ClearString(String S) {
    S[0] = 0;/*  令串长为零 */
    return OK;
}

/* 用T返回S1和S2联接而成的新串。若未截断，则返回TRUE，否则FALSE */
Status Concat(String T, String S1, String S2) {
    int i;
    if (S1[0] + S2[0] <= MAXSIZE) { /*  未截断 */
        for (i = 1; i <= S1[0]; i++)
            T[i] = S1[i];
        for (i = 1; i <= S2[0]; i++)
            T[S1[0] + i] = S2[i];
        T[0] = S1[0] + S2[0];
        return TRUE;
    } else { /*  截断S2 */
        for (i = 1; i <= S1[0]; i++)
            T[i] = S1[i];
        for (i = 1; i <= MAXSIZE - S1[0]; i++)
            T[S1[0] + i] = S2[i];
        T[0] = MAXSIZE;
        return FALSE;
    }
}

/* 用Sub返回串S的第pos个字符起长度为len的子串。 */
Status SubString(String Sub, String S, int pos, int len) {
    int i;
    if (pos < 1 || pos > S[0] || len < 0 || len > S[0] - pos + 1)
        return ERROR;
    for (i = 1; i <= len; i++)
        Sub[i] = S[pos + i - 1];
    Sub[0] = len;
    return OK;
}

/* 返回子串T在主串S中第pos个字符之后的位置。若不存在,则函数返回值为0。 */
/* 其中,T非空,1≤pos≤StrLength(S)。 */
int Index(String S, String T, int pos) {
    int i = pos;    /* i用于主串S中当前位置下标值，若pos不为1，则从pos位置开始匹配 */
    int j = 1;                /* j用于子串T中当前位置下标值 */
    while (i <= S[0] && j <= T[0]) /* 若i小于S的长度并且j小于T的长度时，循环继续 */
    {
        if (S[i] == T[j])    /* 两字母相等则继续 */
        {
            ++i;
            ++j;
        } else                /* 指针后退重新开始匹配 */
        {
            i = i - j + 2;        /* i退回到上次匹配首位的下一位 */
            j = 1;            /* j退回到子串T的首位 */
        }
    }
    if (j > T[0])
        return i - T[0];
    else
        return 0;
}


/*  T为非空串。若主串S中第pos个字符之后存在与T相等的子串， */
/*  则返回第一个这样的子串在S中的位置，否则返回0 */
int Index2(String S, String T, int pos) {
    int n, m, i;
    String sub;
    if (pos > 0) {
        n = StrLength(S);    /* 得到主串S的长度 */
        m = StrLength(T);    /* 得到子串T的长度 */
        i = pos;
        while (i <= n - m + 1) {
            SubString(sub, S, i, m);    /* 取主串中第i个位置长度与T相等的子串给sub */
            if (StrCompare(sub, T) != 0)    /* 如果两串不相等 */
                ++i;
            else                /* 如果两串相等 */
                return i;        /* 则返回i值 */
        }
    }
    return 0;    /* 若无子串与T相等，返回0 */
}


/*  初始条件: 串S和T存在,1≤pos≤StrLength(S)+1 */
/*  操作结果: 在串S的第pos个字符之前插入串T。完全插入返回TRUE,部分插入返回FALSE */
Status StrInsert(String S, int pos, String T) {
    int i;
    if (pos < 1 || pos > S[0] + 1)
        return ERROR;
    if (S[0] + T[0] <= MAXSIZE) { /*  完全插入 */
        for (i = S[0]; i >= pos; i--)
            S[i + T[0]] = S[i];
        for (i = pos; i < pos + T[0]; i++)
            S[i] = T[i - pos + 1];
        S[0] = S[0] + T[0];
        return TRUE;
    } else { /*  部分插入 */
        for (i = MAXSIZE; i <= pos; i--)
            S[i] = S[i - T[0]];
        for (i = pos; i < pos + T[0]; i++)
            S[i] = T[i - pos + 1];
        S[0] = MAXSIZE;
        return FALSE;
    }
}

/*  初始条件: 串S存在,1≤pos≤StrLength(S)-len+1 */
/*  操作结果: 从串S中删除第pos个字符起长度为len的子串 */
Status StrDelete(String S, int pos, int len) {
    int i;
    if (pos < 1 || pos > S[0] - len + 1 || len < 0)
        return ERROR;
    for (i = pos + len; i <= S[0]; i++)
        S[i - len] = S[i];
    S[0] -= len;
    return OK;
}

/*  初始条件: 串S,T和V存在,T是非空串（此函数与串的存储结构无关） */
/*  操作结果: 用V替换主串S中出现的所有与T相等的不重叠的子串 */
Status Replace(String S, String T, String V) {
    int i = 1; /*  从串S的第一个字符起查找串T */
    if (StrEmpty(T)) /*  T是空串 */
        return ERROR;
    do {
        i = Index(S, T, i); /*  结果i为从上一个i之后找到的子串T的位置 */
        if (i) /*  串S中存在串T */
        {
            StrDelete(S, i, StrLength(T)); /*  删除该串T */
            StrInsert(S, i, V); /*  在原串T的位置插入串V */
            i += StrLength(V); /*  在插入的串V后面继续查找串T */
        }
    } while (i);
    return OK;
}

/*  输出字符串T */
void StrPrint(String T) {
    int i;
    for (i = 1; i <= T[0]; i++)
        printf("%c", T[i]);
    printf("\n");
}


int main() {

    int i, j;
    Status k;
    char s;
    String t, s1, s2;
    printf("请输入串s1: ");

    k = StrAssign(s1, "abcd");
    if (!k) {
        printf("串长超过MAXSIZE(=%d)\n", MAXSIZE);
        exit(0);
    }
    printf("串长为%d 串空否？%d(1:是 0:否)\n", StrLength(s1), StrEmpty(s1));
    StrCopy(s2, s1);
    printf("拷贝s1生成的串为: ");
    StrPrint(s2);
    printf("请输入串s2: ");

    k = StrAssign(s2, "efghijk");
    if (!k) {
        printf("串长超过MAXSIZE(%d)\n", MAXSIZE);
        exit(0);
    }
    i = StrCompare(s1, s2);
    if (i < 0)
        s = '<';
    else if (i == 0)
        s = '=';
    else
        s = '>';
    printf("串s1%c串s2\n", s);
    k = Concat(t, s1, s2);
    printf("串s1联接串s2得到的串t为: ");
    StrPrint(t);
    if (k == FALSE)
        printf("串t有截断\n");
    ClearString(s1);
    printf("清为空串后,串s1为: ");
    StrPrint(s1);
    printf("串长为%d 串空否？%d(1:是 0:否)\n", StrLength(s1), StrEmpty(s1));
    printf("求串t的子串,请输入子串的起始位置,子串长度: ");

    i = 2;
    j = 3;
    printf("%d,%d \n", i, j);

    k = SubString(s2, t, i, j);
    if (k) {
        printf("子串s2为: ");
        StrPrint(s2);
    }
    printf("从串t的第pos个字符起,删除len个字符，请输入pos,len: ");

    i = 4;
    j = 2;
    printf("%d,%d \n", i, j);


    StrDelete(t, i, j);
    printf("删除后的串t为: ");
    StrPrint(t);
    i = StrLength(s2) / 2;
    StrInsert(s2, i, t);
    printf("在串s2的第%d个字符之前插入串t后,串s2为:\n", i);
    StrPrint(s2);
    i = Index(s2, t, 1);
    printf("s2的第%d个字母起和t第一次匹配\n", i);
    SubString(t, s2, 1, 1);
    printf("串t为：");
    StrPrint(t);
    Concat(s1, t, t);
    printf("串s1为：");
    StrPrint(s1);
    Replace(s2, t, s1);
    printf("用串s1取代串s2中和串t相同的不重叠的串后,串s2为: ");
    StrPrint(s2);


    return 0;
}

